[发明专利]带有隔离式压力补偿的液压控制阀系统

说明书

技术领域

本发明涉及控制液压动力机器的阀组件；更具体地说，涉及其中保持固定 压差以实现均匀流量的压力补偿阀。

背景技术

农业、建筑和工业上的机器有由诸如液压缸和活塞结构之类的液压致动器 来致动的部件。液压流体到液压致动器的应用常常由具有由手动操作的杆来致 动的阀芯的阀来控制。也可采用螺线管操作的阀芯。阀芯移动到阀体内的各个 位置可按比例地改变加压流体从泵到液压缸的一个腔室的流量并控制从另一 液压缸腔室排放的流体。通常，用于操作不同液压致动器的多个阀在阀组件的 各段中并列地组合。

机器上液压驱动部件的速度取决于阀芯中控制孔口的横截面积和横跨这 些孔的压降。为了有利于控制，设计了压力补偿式液压控制系统来设定和保持 压降。这些先前的控制系统包括负载传感管路，这些负载传感管路将阀工作端 口的压力传递至可变排量液压泵的输入端，该液压泵供应系统中的加压液压流 体。所得到的自调节泵输出可提供横跨控制孔的大致恒定的压降，控制孔的横 截面积由机器操作者来改变。这有利于控制，因为由于压降保持恒定，机器部 件的速度仅由可由操作者改变的测量孔的横截面积来决定。

在名称为“Pressure Compensating Hydraulic Control System(压力补偿式液 压控制系统)”的美国专利第5,579,642号中披露了一种这样的现有系统。该系 统采用一系列往复阀，以传感每个阀段的每个动力工作端口处的压力并选定这 些工作端口压力中的最高压力。将该系列中的选定的工作端口压力施加到隔离 阀，该隔离阀根据该工作端口压力将泵的控制输入端连接至泵的输出端或系统 容器。该隔离阀包含在阀组件的单独的、特定的端部段中。

也将施加至泵的控制输入端的控制压力施加至每个阀段中的单独的压力 补偿阀。响应于该控制压力，压力补偿阀通过控制流体流过阀芯之后的工作端 口压力来产生基本上固定的横跨阀芯的压差。

名称为“Hydraulic Control Valve System With Non-Shuttle Pressure Compensator(带有无往复阀式压力补偿器的液压控制阀系统)”免除了单独的 隔离阀。在该设备中，每个压力补偿阀具有提动头和阀元件，提动头和阀元件 在阀段的内孔中往复滑动。提动头用作现有的压力补偿阀。所有阀段中的阀元 件协作地将最大工作压力施加至泵控制输入端。每个阀元件还响应于该控制压 力作用在相邻的提动头上。

然而，该先前的阀组件在每段的压力补偿阀中需要两个工作部件。希望进 一步简化压力补偿机构的结构并降低其制造复杂度。

发明内容

一种液压系统具有一系列控制流体从供给管路到多个液压致动器的流动 的阀段。响应于控制信号来调节来自泵的供给管路中的流体压力。每个阀段包 括：工作端口，一个液压致动器连接至该工作端口；以及带有测量孔的阀芯， 该测量孔是可变的以控制流体从供给管路到上述一个液压致动器的流动。

提供一种新颖的压力补偿设备，其中，每个阀段具有压力补偿阀。每个压 力补偿阀包括补偿内孔，单个补偿阀芯可滑动地位于该补偿内孔中。在一些实 施例中，补偿阀芯可由主弹簧偏置。

补偿内孔具有预补偿道、预加载道、辅助供给通道、以及负载传感通道。 预补偿道与测量孔流体连通，流体在经过补偿阀芯之后从预加载道流动到工作 端口。辅助供给通道与供给管路流体连通。在一较佳的实施例中，孔限制从供 给管路到辅助供给通道的流体流动。负载传感通道连接至所有阀段，且在该通 道中产生控制信号。

补偿阀芯可滑动地接纳在补偿内孔中。预补偿道中的压力施加趋于沿一个 方向移动补偿阀芯的第一力，负载传感通道中的压力施加趋于沿相反方向移动 补偿阀芯的第二力。响应于第一力和第二力的相对大小，补偿阀芯呈现第一位 置，该第一位置提供在预补偿道和预加载道之间的第一通路和在辅助供给通道 和负载传感通道之间的第二通路。在补偿阀芯的该第二位置中，提供第一通路 而不提供第二通路。补偿阀芯具有第三位置，在该第三位置中既不提供第一通 路也不提供第二通路。在使用时，主弹簧将补偿阀芯偏置朝向第三位置。

在压力补偿阀的一个实施例中，在补偿阀芯的第一端处在内孔中形成压力 腔室，第一孔提供负载传感通道和压力腔室之间的限流通路。可以可选地设置 止回阀，流体通过该止回阀从压力腔室流动到负载传感通道。